WO2025201034A1 - 基片处理装置、处理方法及缓冲模块 - Google Patents

基片处理装置、处理方法及缓冲模块

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WO2025201034A1
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carrier
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lifting support
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金银花
王文军
张晓燕
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ACM Research Shanghai Inc
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Definitions

  • the present application relates to the field of semiconductor equipment technology, and in particular to a substrate processing device, a processing method and a buffer module.
  • supercritical fluid drying technology with zero surface tension came into being.
  • supercritical fluid drying technology has become a technology that cannot be circumvented.
  • supercritical fluid has properties between liquid and gas. It has the characteristics of high density, easy diffusion and zero surface tension. Therefore, it is particularly suitable for cleaning and drying of high aspect ratio structures, but its process conditions are high temperature and high pressure, which not only has high requirements on hardware, but also very strict requirements on process parameters.
  • the flow field is a very critical factor, especially the violent flow field (such as too fast flow rate) will affect the graphic structure on the surface of the substrate, resulting in adhesion of the graphic structure during the drying process.
  • the flow field on the surface of the substrate in the existing drying chamber is not easy to adjust.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to overcome the defect in the prior art that the flow field in the drying chamber is difficult to adjust, and to provide a substrate processing device, a processing method and a buffer module.
  • a substrate processing device comprising:
  • a drying module including a drying chamber
  • the carrier is detachably arranged from the drying chamber, and the carrier includes a carrier portion and a blocking portion, the carrier portion is used to carry the substrate, the blocking portion is arranged at the periphery of the carrier portion, and the blocking portion is configured such that when the carrier portion carries the substrate, the height of the blocking portion is not lower than the height of the substrate.
  • a substrate processing method includes providing a carrier for placing a substrate, the carrier comprising a carrier portion and a blocking portion, the carrier portion being configured to carry the substrate, the blocking portion being disposed around the carrier portion, the blocking portion being configured such that when the carrier portion carries the substrate, the height of the blocking portion is not lower than the height of the substrate, the method comprising:
  • the carrier and the substrate are transferred together to a drying chamber for drying.
  • a buffer module for supporting a carrier, wherein the carrier comprises a carrier portion and a blocking portion, wherein the carrier portion is configured to support a substrate, and the blocking portion is disposed around the carrier portion, and wherein the blocking portion is configured such that when the carrier portion supports the substrate, the height of the blocking portion is not lower than the height of the substrate.
  • the buffer module comprises:
  • a base used for supporting the bearing member
  • a lifting support column is provided on the base, and the lifting support column can be lifted and lowered in the vertical direction.
  • An opening matching the lifting support column is provided on the bearing portion. The lifting support column can pass through the opening and support the substrate, and is used to place the substrate on the bearing portion, or to lift the substrate from the bearing portion.
  • the substrate is placed on the carrier, and the barrier is arranged around the carrier.
  • the carrier and the drying chamber can be separated.
  • the carrier is easier to take out from the drying chamber, and it is convenient to replace carriers of different specifications outside the drying chamber, so it is easier to adjust the height and shape of the barrier.
  • the barrier can play a role in regulating the flow field of the substrate.
  • the height and shape of the barrier can be adjusted more conveniently for different graphic structures on the substrate. For example, for graphic structures with ultra-high aspect ratios, the flow field needs to be very gentle, and the height of the barrier can be increased.
  • the fluid is blocked by the barrier, and the flow rate on the substrate surface will decrease, thereby obtaining a flow field that better matches the graphic structure, thereby reducing the problem of graphic collapse during the drying process, which is beneficial to improving the product yield.
  • the buffer module can place the substrate more conveniently by setting a lifting support column.
  • the lifting support column can rise in the vertical direction so that the height of the upper end surface of the lifting support column is higher than the blocking part. The blocking part will not interfere with the robot arm, and the substrate can be placed on the lifting support column. Subsequently, the lifting support column descends in the vertical direction to place the substrate on the carrier.
  • the second support column 230 may not be provided, and the carrier 210 may be placed directly on the base 220 .
  • a groove may be preset on the base 220 to reserve a pick-up and placement space for the robot.
  • the height and shape of the blocking part on the carrier can be more conveniently adjusted for different graphic structures on the substrate.
  • the flow field needs to be very gentle, and the height of the blocking part can be increased, thereby obtaining a flow field that is more matched with the graphic structure, thereby reducing the problem of graphic collapse during the drying process, which is beneficial to improving the product yield.

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  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基片处理装置、处理方法及缓冲模块，涉及半导体设备技术领域，一种基片处理装置，包括干燥模块和承载件，所述干燥模块包括干燥腔；所述承载件与所述干燥腔可分离设置，所述承载件包括承载部和阻挡部，所述承载部用于承载基片，所述阻挡部设置于所述承载部外周，所述阻挡部被配置为：当所述承载部承载所述基片时，所述阻挡部的高度不低于所述基片的高度。承载件与干燥腔可分离设置，承载件更容易从干燥腔内取出，相比承载件与干燥腔一体化设计，更容易对阻挡部的高度及形状进行调整。

Description

基片处理装置、处理方法及缓冲模块 技术领域
本申请涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种基片处理装置、处理方法及缓冲模块。
背景技术
随着手机、5G通讯、物联网、人工智能、边缘计算机等先进技术的飞速发展，对集成电路的运行速度和性能提出了更高的要求。目前芯片的特征尺寸的设计越来越小，深宽比越来越高，这使得诸多工艺面临的挑战也越来越严峻。以DRAM为例，随着DRAM的关键技术节点的不断发展，特征尺寸逐步演变到17/19nm以后，其浅槽隔离(STI)和存储电容模块(SN)的深宽比变得越来越高，此类特高深宽比的图形结构对清洗及干燥要求也越来越严格，主要面临的挑战为：1)药物难进到深沟槽内部；2)由于液体表面张力很容易导致在清洗、干燥过程中高深宽比结构粘连和倒塌。
为解决此类难题，0表面张力的超临界流体干燥技术应运而生。特别是到了17/19nm节点，超临界流体干燥技术已经成为不可绕开的技术。超临界流体作为区别于固体、液体、气体的第4类特殊状态，性质介于液体和气体之间，具有密度大、易扩散、0表面张力的特性，因此特别符合高深宽比结构的清洗干燥，但其工艺条件为高温高压，不仅对硬件的要求高，工艺参数的要求也是非常严谨。流场是非常关键的因素，特别是剧烈的流场(例如流速过快)会对基片表面的图形结构产生影响，导致干燥过程中图形结构粘连。现有的干燥腔内的基片表面的流场不易调节。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中干燥腔内的流场不易调节的缺陷，提供一种基片处理装置、处理方法及缓冲模块。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种基片处理装置，包括：
干燥模块，包括干燥腔；
承载件，与所述干燥腔可分离设置，所述承载件包括承载部和阻挡部，所述承载部用于承载基片，所述阻挡部设置于所述承载部外周，所述阻挡部被配置为：当所述承载部承载所述基片时，所述阻挡部的高度不低于所述基片的高度。
一种基片处理方法，提供一种用于放置基片的承载件，所述承载件包括承载部和阻挡部，所述承载部用于承载基片，所述阻挡部环绕所述承载部设置，所述阻挡部被配置为：当所述承载部承载所述基片时，所述阻挡部的高度不低于所述基片的高度，所述方法包括：
将清洗后的基片放置于承载件上；
将所述承载件及基片一同传送至干燥腔中，进行干燥处理。
一种缓冲模块，用于承载承载件，所述承载件包括承载部和阻挡部，所述承载部用于承载基片，所述阻挡部环绕所述承载部设置，所述阻挡部被配置为：当所述承载部承载所述基片时，所述阻挡部的高度不低于所述基片的高度，所述缓冲模块包括：
基座，用于承载所述承载件；
升降支撑柱，所述升降支撑柱设置于所述基座上，所述升降支撑柱能够沿竖直方向升降，所述承载部上设置有与所述升降支撑柱相匹配的开孔，所述升降支撑柱能够穿过所述开孔并承载所述基片，用于并将所述基片放置于所述承载部上，或，用于将所述基片从所述承载部上顶起。
本发明的积极进步效果在于：
1、基片放置在承载部上，阻挡部环绕承载部设置，承载件与干燥腔可分离设置，相比承载件与干燥腔一体化设计，承载件更容易从干燥腔内取出，在干燥腔的外部便于更换不同规格的承载件，因此更容易对阻挡部的高度及形状进行调整。当采用超临界流体干燥技术干燥时，阻挡部可以对基片起到调节流场的作用。针对基片上不同的图形结构，可以更为便利地调整阻挡部的高度及形状，如，针对超高纵横比的图形结构，流场需要非常缓和，可以提高阻挡部的高度，流体受到阻挡部阻挡，在基片表面的流速会下降，进而能够获得与图形结构更为匹配的流场，从而降低了干燥过程中出现图形倒塌的问题，有利于提高产品的良品率。
2、缓冲模块通过设置升降支撑柱能够更为便利地放置基片，在承载件接收基片时，升降支撑柱能够沿竖直方向上升，使得升降支撑柱的上端面的高度高于阻挡部，阻挡部不会对机械手产生干涉，能够将基片放置于升降支撑柱上，随后，升降支撑柱沿竖直方向下降，将基片放置于承载部上。
附图概述
本申请的特征、性能由以下的实施例及其附图进一步描述。
图1为本发明实施例1的干燥模块的结构示意图；
图2为本发明实施例1的基片处理装置的模块示意图；
图3为本发明实施例1的缓冲模块的结构示意图；
图4为本发明实施例1的承载件的结构示意图；
图5为本发明实施例1的缓冲模块的第一状态结构示意图；
图6为本发明实施例1的缓冲模块的第二状态结构示意图；
图7为本发明实施例2的基片处理方法的流程示意图。
本申请的较佳实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种基片处理装置，包括干燥模块100和承载件210。干燥模块100包括干燥腔110，用于对基片W进行干燥。承载件210可分离地设置于所述干燥腔110内，承载件210包括承载部211和阻挡部212，承载部211用于承载基片W，阻挡部212设置于承载部211的外周，阻挡部212被配置为：当承载部211承载基片W时，阻挡部212的高度不低于基片W的高度。
基片W放置在承载部211上，阻挡部212环绕承载部211设置，承载件210与干燥腔110可分离设置，相比承载件210与干燥腔110一体化设计，承载件210更容易从干燥腔110内取出，在干燥腔的外部便于更换不同规格的承载件，因此更容易对阻挡部212的高度及形状进行调整。针对基片W上不同的图形结构，可以更为便利地调整阻挡部212的高度及形状，如，针对超高纵横比的图形结构，流场需要非常缓和，可以提高阻挡部212的高度，进而能够获得与图形结构更为匹配的流场，从而降低了干燥过程中出现图形倒塌的问题，有利于提高产品的良品率。此外，还可以在阻挡部212上设置开孔来改善流场。
在本实施例中，为了进一步便于调整阻挡部212，将阻挡部212可拆卸地设置于承载部211上。
在本实施例中，干燥模块100采用超临界流体对基片W进行干燥。干燥模块100还包括第三支撑柱120，第三支撑柱120设置于干燥腔110的底部，用于承载承载件210。干燥模块100还包括第一流体供给管130、第二流体供给管150和流体排出管160，第一流体供给管130用于向干燥腔110内补充有机溶剂，例如乙二醇(ethyl glycol)、甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、丙醇(n-propyl alcohol)、异丙醇(IPA)等醇类，四氢呋喃(tetrahydrofuran)，甲醚(dimethylether)等。有机溶剂的补充量可以根据承载件210及基片W的总重量确定。为减缓有机溶剂供应时对基片W造成的冲击，在第一流体供给管130的供给口设置有喷淋头140，喷淋头140位于基片W正上方，喷淋头140向基片W方向的投影覆盖基片W的外缘，喷淋头140以花洒形式向基片W表面喷洒有机溶剂，可以有效避免对基片W上图形的损伤。第二流体供给管150用于在基片W浸没在有机溶剂之后向干燥腔110内供应超临界流体，例如超临界二氧化碳(SCCO2)。流体排出管160用于从干燥腔110排出有机溶剂和超临界流体。
干燥腔110具有门1101，门1101打开时，将承载件210和基片W一同传送至干燥腔110内的第三支撑柱120上。当承载件210和基片W传送至干燥腔110后，通过关闭门1101，密封干燥腔110，以在干燥腔110内部形成处理基片W的密闭空间。在对基片W完成干燥处理后，通过打开门1101，将承载件210和基片W一同移出干燥腔110。
进一步地，承载件210还包括第一支撑柱213，第一支撑柱213设置于承载部211上，第一支撑柱213用于承载基片W。第一支撑柱213直接与基片W接触，因此，第一支撑柱213采用摩擦力大且可耐高温、高压和超临界流体的特殊材质，如PTFE。
在其他实施例中，也可以不设置第一支撑柱213，将基片直接放置于承载部211上。
如图2和图3所示，在本实施例中，基片处理装置还包括缓冲模块200和传送模块300，缓冲模块200设置于干燥腔110的外部，缓冲模块200还包括基座220和第二支撑柱230，第二支撑柱230设置于基座220上，第二支撑柱230用于承载承载件210。承载件210放置于第二支撑柱230上，承载件210与基座220之间会产生一定的间隙，通过此间隙能够方便传送模块300传送承载件210，如传送模块300采用机械手传送承载件210，通过此间隙可以为机械手预留取放空间。传送模块300用于在缓冲模块200和干燥腔110之间传送承载件210及放置于承载部211上的基片。当采用超临界流体对基片进行干燥时，传送模块300将承载件210及基片一同传送至干燥腔110内，阻挡部212可以对基片表面的流场起到调节作用。
在其他实施例中，也可以不设置缓冲模块200，承载件210仅在需要调整阻挡部212时从干燥腔110中取出即可。
在本实施例中，基片处理装置还包括清洗模块400，清洗模块400用于清洗基片，传送模块300还用于将被清洗模块400清洗后的基片传送至缓冲模块200。
在其他实施例中，也可以不设置第二支撑柱230，将承载件210直接放置于基座220上，可以通过在基座220上预设凹槽，来为机械手预留取放空间。
进一步地，缓冲模块200还包括测重模块(图中未示出)，测重模块设置于第二支撑柱230上，用于测量承载件210和基片的重量。在一些实施例中，当不设置第二支撑柱230时，测重模块可以设置于承载件210和基座220之间。
如图3和图4所示，在本实施例中，由于阻挡部212的高度不低于基片的高度，受阻挡部212的影响，当采用机械手取放基片时，机械手容易与阻挡部212产生干涉。因此，为了避免阻挡部212影响机械手取放基片，缓冲模块200还包括升降支撑柱240，升降支撑柱240设置于基座220上，承载部211设置有与升降支撑柱240相匹配的开孔2111，升降支撑柱240用于穿过开孔2111并沿竖直方向升降，当升降支撑柱240下降时，用于将承载在升降支撑柱240上的基片放置于承载部211的第一支撑柱213，当升降支撑柱上升时用于将基片从承载部211上的第一支撑柱213顶起。
如图5所示，承载件210接收基片W时，升降支撑柱240的上端面高于阻挡部212的上端面，因此阻挡部212不会对机械手产生干涉，从而机械手能够将基片W放置于升降支撑柱240上。随后，升降支撑柱240下降，将基片W放置于第一支撑柱213上，此时的缓冲模块200的状态如图6所示。
在其他实施例中，也可以不设置升降支撑柱240，通过改进机械手的结构，如通过在机械手上增加真空吸附的装置来吸取基片，使其能够避开阻挡部212取放基片。
实施例2
如图7所示，本实施例提供了一种基片处理方法，包括采用如实施例1中的承载件，
S10、将清洗后的基片放置于承载件上；
S20、将承载件及基片一同传送至干燥腔中，进行干燥处理。
采用本实施例中的基片处理方法，针对基片上不同的图形结构，可以更为便利地调整承载件上的阻挡部的高度及形状，如，针对超高纵横比的图形结构，流场需要非常缓和，可以提高阻挡部的高度，进而能够获得与图形结构更为匹配的流场，从而降低了干燥过程中出现图形倒塌的问题，有利于提高产品的良品率。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (13)

  1. 一种基片处理装置，其特征在于，包括：
    干燥模块，包括干燥腔；
    承载件，与所述干燥腔可分离设置，所述承载件包括承载部和阻挡部，所述承载部用于承载基片，所述阻挡部设置于所述承载部外周，所述阻挡部被配置为：当所述承载部承载所述基片时，所述阻挡部的高度不低于所述基片的高度。
  2. 如权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于，所述承载件还包括第一支撑柱，所述第一支撑柱设置于所述承载部上，所述第一支撑柱用于承载所述基片。
  3. 如权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于，还包括：
    缓冲模块，设置于所述干燥腔的外部，所述缓冲模块包括基座，用于承载所述承载件；
    传送模块，用于在所述缓冲模块和所述干燥腔之间传送所述承载件及放置于所述承载部上的基片。
  4. 如权利要求3所述的基片处理装置，其特征在于，所述缓冲模块还包括第二支撑柱，所述第二支撑柱设置于所述基座上，所述第二支撑柱用于承载所述承载件。
  5. 如权利要求3所述的基片处理装置，其特征在于，所述缓冲模块还包括测重模块，用于测量所述承载件和基片的重量。
  6. 如权利要求3所述的基片处理装置，其特征在于，所述缓冲模块还包括升降支撑柱，所述升降支撑柱设置于所述基座上，所述承载部上设置有与所述升降支撑柱相匹配的开孔，所述升降支撑柱用于穿过所述开孔并沿竖直方向升降，当所述升降支撑柱下降时，用于将承载在所述升降支撑柱上的基片放置于所述承载部上，当所述升降支撑柱上升时，用于将所述承载部上的基片从所述承载部上顶起。
  7. 如权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于，所述干燥模块还包括第三支撑柱，所述第三支撑柱设置于所述干燥腔的底部，所述第三支撑柱用于承载所述承载件。
  8. 如权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于，所述干燥模块被配置为采用超临界流体对所述基片进行干燥。
  9. 如权利要求3所述的基片处理装置，其特征在于，还包括清洗模块，所述清洗模块用于清洗基片，所述传送模块还用于将被所述清洗模块清洗后的基片传送至所述承载件上。
  10. 如权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于，所述阻挡部可拆卸地设置于所述承载部上。
  11. 一种基片处理方法，其特征在于，包括：提供一种用于放置基片的承载件，所述承载件包括承载部和阻挡部，所述承载部用于承载基片，所述阻挡部环绕所述承载部设置，所述阻挡部被配置为：当所述承载部承载所述基片时，所述阻挡部的高度不低于所述基片的高度；
    将清洗后的基片放置于所述承载件上；以及
    将所述承载件及基片一同传送至干燥腔中，进行干燥处理。
  12. 一种缓冲模块，其特征在于，包括：
    基座，用于承载承载件，其中，所述承载件包括承载部和阻挡部，所述承载部用于承载基片，所述阻挡部环绕所述承载部设置，所述阻挡部被配置为：当所述承载部承载所述基片时，所述阻挡部的高度不低于所述基片的高度；
    升降支撑柱，所述升降支撑柱设置于所述基座上，所述承载部上设置有与所述升降支撑柱相匹配的开孔，所述升降支撑柱用于穿过所述开孔并沿竖直方向升降，当所述升降支撑柱下降时，用于将承载在所述升降支撑柱上的基片放置于所述承载部上，当所述升降支撑柱上升时，用于将所述承载部上的基片从所述承载部上顶起。
  13. 如权利要求12所述的缓冲模块，其特征在于，还包括第二支撑柱，设置于所述基座上，所述第二支撑柱用于承载所述承载件。
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KR20200129840A (ko) * 2019-05-10 2020-11-18 삼성전자주식회사 기판 건조 장치
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